HX-QYT 曲柄(导杆)摇杆机构实验台

《机构运动方案创新设计实验指导书-学生用-cxc》一、实验目的1.培养学生机构型综合的设计能力、创新能力和实践动手能力；2.培养学生综合应用所知识对机构的结构和运动性能加以评价的分析能力。

二、实验原理任何机构都是将基本组依次连接到机架和原动件上而构成的。

三、实验内容1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构⑴上身部缸体翻转机构要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度.可采用的机构：摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。

由直线电机带动主动杆摆动。

双摇杆机构，上身部缸体作为从动摇杆，在主动摇杆驱动下作0-70度摆动.主动杆由直线电机带动摆动。

其它机构⑵腿部缸体翻转机构要求腿部缸体从垂直位置向上翻转至水平位置，利用死点保持腿部缸体在水平位置，借助凸轮机构破坏死点，使腿部缸体在重力作用下复位。

可采用机构：双摇杆机构，腿部缸体作为主动摇杆；其它机构2.牛头创床机构要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。

可采用的机构：①转动导杆机构和曲柄滑块机构组合，由电机驱动主动件转动。

②摆动导杆机构和滑块机构组合，由电机驱动主动件转动。

③其它机构3.翻转机要求翻转模板装在连杆上，模板翻转180度。

①四杆机构，电机驱动。

②其它机构4.飞机起落架要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。

可采用的机构：①四杆机构，电机驱动。

②其它机构5.插床机构要求插刀作垂直上下往复直线运动，向下时（工作行程）较慢，向上运动（空程）时速度较快。

可采用的机构：①双曲柄机构与曲构滑块机构组合，电机驱动。

②其它机构6.冲压成型机压头作垂直上下直线运动，以较小功率带动主动件运动时，滑块能产生巨大的冲压力。

可采用的机构：①六杆增力机构，电机驱动.②其它机构7.其他自选机构四、实验方法本搭接实验是在具有六根立柱的机架上完成的。

配有旋转电动机和直线电动机，以输出直线运动和旋转运动；配有齿轮、凸轮、带轮、槽轮等零件，通过搭接可完成直线、旋转、往复、间歇等运动传递；配有连杆、滑块座及连接零件，可搭接成各种执行机构。

目录一、实验目的 (1)二、实验任务 (1)三、实验原理 (1)四、实验设备 (2)五、实验内容 (3)1、牛头刨床机构 (3)2、内燃机机构 (4)3、精压机机构 (4)4、两齿轮-曲柄摇杆机构 (5)5、两齿轮-曲柄摆块机构 (6)6、喷气织机开口机构 (6)7、双滑块机构 (7)8、冲压机构 (8)9、插床机构 (8)10、筛料机构 (9)11、凸轮-连杆组合机构 (9)12、凸轮-五连杆机构 (10)13、行程放大机构 (11)14、冲压机构 (11)15、双摆杆摆角放大机构 (12)六、实验方法与步骤 (12)一、实验目的1、机构创新设计与运动分析实验是综合性实验，在掌握机构组成原理、基本机构的类型、结构、设计知识的基础上，以ＺＢＳ－Ｃ机构创意设计实验台作为操作平台，进行机构创新设计实验；2、培养学生运用创新思维方法，遵循机械设计的基本法则，对机构运动系统方案进行设计与研究。

以期通过实验使学生创新意识、综合设计能力得到加强，实验技能得到提高。

二、实验任务1、选用工程机械中各种平面机构运动简图，在ＺＢＳ－Ｃ机构创新设计实验台搭接、运行，满足机构运动要求。

２、根据设计机构创新方案、画出机构运动简图，在ＺＢＳ－Ｃ机构创新设计实验台搭接、运行，满足机构设计要求。

三、实验原理1、杆组的概念由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数相等，因此机构由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。

将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。

根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：F=3n-2pL-pH=0其中构件数n，高副数PH和低副数PL都必需是整数。

由此可以获得各种类型的杆组。

当n=1,PL=1,PH=1 时即可获得单构件高副杆组，常见的有如下几种：图 3-1 单构件高副杆组因此满足上式的构件数和运动副数的组合为：n=2,4,6……，PL=3，6，9……。

实验一、机构运动参数的测试和分析实验一、实验目的1．掌握机构运动的周期性变化规律，并学会机构运动参数如位移、速度和加速度等的测试原理和方法；2. 学会运用多通道通用实验仪器、传感器等先进实验技术手段开展实验研究的方法；3. 利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理，作出实测的动态参数曲线，并通过计算机对该平面机构的运动进行数值仿真，作出相应的动态参数曲线，从而实现理论与实际的紧密结合。

二、实验内容1.测试曲柄导杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构等机构的构件转角、移动位移等运动参数；2．比较实测参数曲线与理论仿真曲线的差异。

三、实验仪器QTD-III型曲柄、导杆、凸轮组合实验台该组合实验装置，只需拆装少量零部件，即可分别构成四种典型的传动系统。

他们分别是曲柄滑块机构、曲柄导杆机构、平底直动从动杆凸轮机构和滚子直动从动杆凸轮机构。

具体结构示意图如下图所示。

（a）曲柄滑块机构（b）曲柄导杆机构（c）平底直动从动件凸轮机构（d）滚子直动从动件凸轮机构1、同步脉冲发生器2、涡轮减速器3、曲柄4、连杆5、电机6、滑块7、齿轮8、光电编码器9、导块10、导杆11、凸轮12、平底直动从动件13、回复弹簧14、滚子直动从动件15、光栅盘四、实验原理本实验仪由单片机最小系统组成。

外扩 16 位计数器，接有 3 位 LED 数码显示器可实时显示机构运动时曲柄轴的转速，同时可与 P C 机进行异步串行通讯。

在实验机构动态运动过程中，滑块的往复移动通过光电脉冲编码器转换输出具有一定频率（频率与滑块往复速度成正比），０－５伏电平的两路脉冲，接入微处理器外扩的计数器计数，通过微处理器进行初步处理运算并送入 P C 机进行处理，P C 机通过软件系统在CRT上可显示出相应的数据和运动曲线图。

机构中还有两路信号送入单片机最小系统，那就是角度传感器（同步脉冲发生器）送出的两路脉冲信号。

其中一路是光栅盘每２0。

一个角度脉冲，用于定角度采样，获取机构运动线图；另一路是零位脉冲，用于标定采样数据时的零点位置。

CQJP-D机构运动创新设计方案实验台实验指导书编著：苏天一谭益松东北电力大学机械工程学院实验室2014年6月简介CQJP-D实验台主要用于机械原理、机械设计和机械创新设计等课程开设的机构拼装及仿真、机构组合创新等实验，是构建开放型、创新型实验室的重要设备之一。

主要技术特点：1、该实验台可以让学生应用零件存放柜中的零件，在机架上装配出自己所构思的机构，用带传动联接电机，使机构运动，并观察机构的运转特征。

有效地增强了学生对所学知识的理解；培养了学生的创新能力和动手能力。

2、该实验台主要由四个机架和一个零件存放柜组成，其中三个机架上配交流带减速器电机，一台配直线电机。

零件存放柜内配备有各种基本杆组、回转副、凸轮、槽轮、齿轮、齿条以及复合铰链等基本构件和联接件等共计70种700多个。

3、零件存放柜设计精巧，各种类各规格的构件分门别类地存放在柜内，品种数量一目了然，便于学生实验操作和教师的管理。

4、连杆等杆件可进行大范围尺寸调整，方便机构组合拼装；复合铰链接头构思新颖，可避免不同平面之间构件发生干涉；带传动的张紧装置，使传动更平稳。

安全规范1、必须佩戴防护眼镜；2、禁止穿着宽松衣服；3、必须挽起长袖或者穿短袖；4、禁止佩戴项链、手表、戒指等物品；5、留有长发的，必须将长发置于帽子或衣服里面；6、必须穿厚皮革鞋，禁止穿帆布鞋；7、禁止戴手套在运行的机器附近；8、安全开关由指导教师控制，其他任何人不得私自上电开机；9、指导教师打开安全开关上电之前，必须检查每一个螺栓是否紧固；10、开机前，指导教师应保证学生在机器1米以外；11、实验结束，由指导教师检查组件完整，关闭电源后方可离开。

东北电力大学机械工程学院实验室机械动力传输创意组合实验平台目录第一章绪论 (7)第二章基础实验1 认识CQZP-D实验台与计算机仿真系统 (8)第三章基础实验2 连杆机构设计与性能分析 (13)第四章基础实验3 齿轮、凸轮、槽轮机构创新设计 (15)附录1 实验报告 (17)附录2 典型机构 (20)第一章绪论机械机构的用途很普遍，不同的机构有不同的用途，按组成的各构件间相对运动的不同，可分为平面机构（如平面连杆机构、圆柱齿轮机构等）和空间机构（如空间连杆机构、蜗轮蜗杆机构等）；按运动副类别可分为低副机构（如连杆机构等）和高副机构（如凸轮机构等）；按结构特征可分为连杆机构、齿轮机构、斜面机构、棘轮机构等；按所转换的运动或力的特征可分为匀速和非匀速转动机构、直线运动机构、换向机构、间歇运动机构等；按功用可分为安全保险机构、联锁机构、擒纵机构等。

一、实训目的本次机构拆装实训旨在通过实际操作，使学生掌握机械机构的拆装方法、步骤和注意事项，了解机构各部件的构造、功能及相互关系，提高学生的动手能力和机械知识应用能力。

二、实训内容1. 实训设备：曲柄连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等。

2. 实训步骤：（1）认识机构：了解机构各部件的名称、功能及相互关系。

（2）拆卸机构：按照正确的拆卸顺序，逐步拆卸机构各部件。

（3）清洗部件：使用清洗剂对拆卸下来的部件进行清洗。

（4）组装机构：按照拆卸的相反顺序，逐步组装机构各部件。

（5）检查与调试：检查机构各部件的安装是否正确，并进行必要的调试。

三、实训过程1. 认识机构在实训开始前，教师简要介绍了曲柄连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等基本知识，使学生了解机构各部件的名称、功能及相互关系。

2. 拆卸机构（1）曲柄连杆机构：首先拆卸连杆、曲轴、轴承等部件，然后拆卸齿轮、轴承等部件。

（2）齿轮机构：首先拆卸齿轮、轴承等部件，然后拆卸齿轮箱等部件。

（3）凸轮机构：首先拆卸凸轮、轴承等部件，然后拆卸轴、轴承等部件。

3. 清洗部件使用清洗剂对拆卸下来的部件进行清洗，确保部件表面无油污、锈蚀等。

4. 组装机构按照拆卸的相反顺序，逐步组装机构各部件，确保各部件的安装位置和方向正确。

5. 检查与调试检查机构各部件的安装是否正确，并进行必要的调试，确保机构运行平稳、可靠。

四、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了机械机构的拆装方法、步骤和注意事项。

2. 学生了解了机构各部件的构造、功能及相互关系，提高了机械知识应用能力。

3. 学生在实训过程中培养了团队合作精神，提高了动手能力和解决问题的能力。

4. 实训过程中，部分学生存在拆卸顺序混乱、部件安装错误等问题，需要加强练习和指导。

五、建议1. 加强学生对机构拆装实训的重视，提高实训效果。

2. 教师在实训过程中，应注重对学生操作技能的指导，确保学生掌握正确的拆装方法。

3. 增加实训设备种类，拓宽学生的实训范围。

曲柄摇杆机构知识点曲柄摇杆机构是一种常见的机械装置，广泛应用于各个领域，包括机械工程、机器人学、汽车工业等。

它是一种能够将旋转运动转换为直线运动的装置，通过曲柄和摇杆的组合，可以实现复杂的运动转换和力传递。

下面，我将按照从简到繁的方式，以深度和广度的角度，为您解析曲柄摇杆机构的知识点。

我们来介绍曲柄摇杆机构的基本原理。

曲柄摇杆机构由曲柄、连杆和摇杆组成。

曲柄是一个直径较大的圆环，通过一个轴连接到引擎或驱动装置上。

连杆是一根长条形物体，一端固定在曲柄上，另一端与摇杆相连接。

摇杆是一个平衡杠杆，通过连接连杆和其他装置，实现运动的转换。

曲柄的旋转运动使连杆带动摇杆进行上下或前后运动，从而实现机械装置的工作。

我们来探讨曲柄摇杆机构的应用领域。

曲柄摇杆机构广泛应用于发动机、轧钢机、摇杆门窗等行业。

在发动机中，曲柄摇杆机构将往复运动转换为旋转运动，从而驱动汽缸工作，实现发动机的动力输出。

在轧钢机中，曲柄摇杆机构将电动机的旋转运动转换为辊轴的上下运动，从而实现对钢材的压制和成形。

在摇杆门窗中，曲柄摇杆机构将手动操作转换为门窗的开启和关闭动作，使门窗的使用更加方便。

我们来讨论曲柄摇杆机构的优点和发展趋势。

曲柄摇杆机构具有结构简单、操作灵活、功耗低等优点，适用于各种机械装置的需要。

随着工业自动化的推进，曲柄摇杆机构也在不断发展，越来越多的电动机和驱动装置采用曲柄摇杆机构进行动力传递和运动转换。

随着科技的进步，曲柄摇杆机构还与传感器、控制系统等技术相结合，实现更精确的运动控制和数据反馈，为机械装置的智能化发展提供了新的可能性。

曲柄摇杆机构是一种重要的机械装置，通过将旋转运动转换为直线运动，实现了复杂的运动转换和力传递。

它在各个行业都有广泛的应用，具有广阔的发展前景。

在未来，随着科技的不断进步，曲柄摇杆机构将更好地结合传感器和控制技术，实现更高效、精确和智能的运动控制，为机械装置的发展带来新的机遇和挑战。

对于我个人而言，通过深入了解曲柄摇杆机构的原理和应用，我对机械装置和工程技术有了更深刻的理解和认识，也对未来科技发展有了更广阔的想象和期待。

图1.4实例1：曲柄摇杆泵1.1结构简图及其工作原理1.1.1结构工程图及其装配图和爆炸图图1.1机构运动简图 图1.2 装配图图1.3爆炸图1.1.2工作原理分析滑动杆和轮套把底座凹槽分成两部，在手轮转动的时候带动偏心轮转动，轮套又随着偏心轮的转动不断地在底座的凹槽里转动。

轮套使凹槽两部分封闭的空间由大到小，再由小到大，是一部分由于轮套的转动产生真空从而达到吸油的目的，而两部分由偏心轮的转动来控制，如图1.4。

1.2零件图明细表进油口 出油口1.2.1零件图序号名称渲染效果图电子文档名称备注1 底座底座.SLDPRT2 滑动杆滑动杆.SLDPRT3 偏心轮偏心轮.SLDPRT4 轮套轮套.SLDPRT5 手轮手轮.SLDPRT6 玻璃盖玻璃盖.SLDPRT1.3刀具路径1.3.1底座步骤加工对象加工方法使用刀具下刀速率提刀速率主轴转速进给率1 不规则平面曲面粗加工挖槽加工3mm平底刀（刃长10mm）200 400 2000 5002 圆形通孔外形铣削3mm平底刀（刃长10mm）200 400 2000 5003 外形轮廓外形铣削3mm平底刀（刃长10mm）200 400 2000 5004 外形毛头外形铣削3mm平底刀200 400 2000 3001、平面加工由于要铣的平面外形并不是规则的，且深度分为3层，因此应使用“曲面粗加工挖槽加工”，具体步骤如下：（1）打开“底座”文件模型，按F9显示坐标原点，并把零件底面中心的原点移动到与Mastercam的坐标原点重合。

如图1.5所示：图1.5 图1.6（2）选择刀具路径：单击“机床类型”，选择在“铣床”菜单下选择“默认”。

再单击“刀具路径”选项卡，选择“曲面粗加工”中的“粗加工挖槽加工”。

如图1.6所示。

（3）选择边界范围：加工对象：框选整个模型。

然后单击选择边界，如图 1.7。

选取2D串联，所选边界为模型底面外形边界，图1.8所示。

然后单击确定。

实验二平面连杆机构设计分析及运动分析综合实验一、实验目的：1、掌握机构运动参数测试的原理和方法。

了解利用测试结果，重新调整、设计机构的原理。

2、体验机构的结构参数及几何参数对机构运动性能的影响，进一步了解机构运动学和机构的真实运动规律。

3、熟悉计算机多媒体的交互式设计方法，实验台操作及虚拟仿真。

独立自主地进行实验内容的选择，学会综合分析能力及独立解决工程实际问题的能力，了解现代实验设备和现代测试手段。

二、实验内容1、曲柄滑块机构及曲柄摇杆机构类型的选取。

2、机构设计，既各杆长度的选取。

（包括数据的填写和调整好与“填写的数据”相对应的试验台上的杆机构的各杆长度。

）3、动分析（包括动态仿真和实际测试）。

4、分析动态仿真和实测的结果，重新调整数据最后完成设计。

三、实验设备：平面机构动态分析和设计分析综合实验台，包括：曲柄滑块机构实验台、曲柄摇杆机构实验台，测试控制箱，配套的测试分析及运动仿真软件，计算机。

四、实验原理和内容：1、曲柄摇杆机构综合试验台①曲柄摇杆机构动态参数测试分析：该机构活动构件杆长可调、平衡质量及位置可调。

该机构的动态参数测试包括：用角速度传感器采集曲柄及摇杆的运动参数，用加速度传感器采集整机振动参数，并通过A/D板进行数据处理和传输，最后输入计算机绘制各实测动态参数曲线。

可清楚地了解该机构的结构参数及几何参数对机构运动及动力性能的影响。

②曲柄摇杆机构真实运动仿真分析：本试验台配置的计算机软件，通过建模可对该机构进行运动模拟，对曲柄摇杆及整机进行运动仿真，并做出相应的动态参数曲线，可与实测曲线进行比较分析，同时得出速度波动调节的飞轮转动惯量及平衡质量，从而使学生对机械运动学和动力学，机构真实运动规律，速度波动调节有一个完整的认识。

③曲柄摇杆机构的设计分析：本试验台配置的计算机软件，还可用三种不同的设计方法，根据基本要求，设计符合预定运动性能和动力性能要求的曲柄摇杆机构。

另外还提供了连杆运动轨迹仿真，可做出不同杆长，连杆上不同点的运动轨迹，为平面连杆机构按运动轨迹设计提供了方便快捷的虚拟实验方法。

曲柄摇杆机构名词解释1. 什么是曲柄摇杆机构？曲柄摇杆机构是一种常见的机械传动装置，用于将旋转运动转换为直线运动或者将直线运动转换为旋转运动。

它由曲柄、摇杆和连杆组成。

2. 曲柄曲柄是曲线形状的轴，它通常被安装在一个旋转轴上。

曲柄的一端与旋转轴连接，另一端则通过连杆与摇杆相连。

当旋转轴旋转时，曲柄就会带动摇杆和连杆做相应的运动。

3. 摇杆摇杆是一个具有固定中心点的刚性杆件，它可以绕着中心点进行旋转。

摇杆的一端与连杆相连，另一端则可以用来传递力量或者控制其他装置。

通过改变中心点和长度，可以调整摇杆的运动特性。

4. 连杆连杆是连接曲柄与摇杆的关键部件，它通常是一个刚性的直线导向元件。

连杆有时也被称为“连接杆”或“连杆杆件”。

它的作用是将曲柄的旋转运动转换为摇杆的直线运动，或者将摇杆的直线运动转换为曲柄的旋转运动。

5. 曲柄摇杆机构的工作原理曲柄摇杆机构的工作原理基于连杆机构和曲线运动的特性。

当曲柄绕旋转轴旋转时，连杆会带动摇杆做直线运动。

具体来说，当曲柄处于水平位置时，连杆与摇杆呈直线状，并且摇杆处于最低点。

随着曲柄的旋转，连杆开始向上运动，同时带动摇杆沿着一个特定的轨迹做上下振动。

当曲柄继续旋转至垂直位置时，连杆达到最高点，并且摇杆处于最高点。

在曲柄继续旋转过程中，连杆再次向下移动并带动摇杆做相应的振动。

通过调整连杆和摇杆的长度以及中心点位置，可以改变曲柄摇杆机构的输出特性，如振幅、周期等。

6. 曲柄摇杆机构的应用曲柄摇杆机构广泛应用于各种机械装置中，包括发动机、泵、压缩机、内燃机等。

它们可以用于转换旋转运动和直线运动之间的能量和力量传递。

在发动机中，曲柄摇杆机构被用来将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车或者其他设备。

在泵和压缩机中，曲柄摇杆机构被用来增加或减少压力，并实现液体或气体的输送。

曲柄摇杆机构还常见于一些玩具、模型和工艺品中，用于制造有趣的动态效果。

7. 曲柄摇杆机构的优点和局限性优点：•简单可靠：曲柄摇杆机构由少量的部件组成，结构简单且可靠性高。